DE102005016523B4

DE102005016523B4 - Tool for processing zirconium oxide

Info

Publication number: DE102005016523B4
Application number: DE102005016523A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schleicher
Original assignee: DFS Diamon GmbH
Current assignee: DFS Diamon GmbH
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2025-04-09
Also published as: WO2006105944A1; DE102005016523A1; EP1866126A1

Abstract

Schleif- und/oder Polierwerkzeug (1) für die Bearbeitung von Keramikmaterial, insbesondere für die Bearbeitung von Zirkonoxid, erhältlich aus folgenden Komponenten:
60 bis 75 Gewichtsprozent, bevorzugt mindestens 65 Gewichtsprozent, einer Schleifkomponente bestehend aus Diamantkörnern (4),
10 bis 30 Gewichtsprozent, bevorzugt höchstens 25 Gewichtsprozent, einer Bindungskomponente auf Kunststoffbasis, und
0 bis 5 Gewichtsprozent, bevorzugt 3 bis 5 Gewichtsprozent, einer Füllstoffkomponente.Grinding and / or polishing tool (1) for processing ceramic material, in particular for processing zirconium oxide, obtainable from the following components:
60 to 75 percent by weight, preferably at least 65 percent by weight, of an abrasive component consisting of diamond grains (4),
10 to 30 weight percent, preferably at most 25 weight percent, of a plastic-based binding component, and
0 to 5 weight percent, preferably 3 to 5 weight percent, of a filler component.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schleif- und/oder Polierwerkzeug, eine Verwendung eines Schleif- und/oder Polierwerkzeuges sowie ein Verfahren zur Bearbeitung von Keramikmaterial, insbesondere zur Bearbeitung von Zirkonoxid.The The invention relates to a grinding and / or polishing tool, a use a grinding and / or polishing tool and a method for machining of ceramic material, in particular for processing zirconium oxide.

In der Dentaltechnik spielt die Verwendung von keramischen Materialien eine immer größere Rolle. Aufgrund der besonderen Materialeigenschaften eignen sich hierfür insbesondere Keramiken auf Zirkoniumdioxid (ZrO₂)-Basis. Für derartige Keramiken werden in der Literatur verschiedene Bezeichnungen verwendet, so unter anderem Zirkon, Zirkondioxid und Zirkonoxid. Nachfolgend werden die Begriffe Zirkoniumoxid-Keramik und Zirkonoxid synonym verwendet.In dental technology, the use of ceramic materials plays an increasingly important role. Due to the special material properties, ceramics based on zirconium dioxide (ZrO ₂ ) are particularly suitable for this purpose. For such ceramics various names are used in the literature, including zirconium, zirconium dioxide and zirconium oxide. The terms zirconium oxide ceramic and zirconium oxide are used synonymously below.

Bei Zirkonoxid handelt es sich um ein besonders festes und stabiles Material, so daß es nicht nur beispielsweise für Hüftgelenkimplantate, sondern auch im Dentalbereich, beispielsweise in der Kronen- und Brückenrekonstruktion verwendet wird. Aufgrund der besonderen Materialeigenschaften des Zirkonoxids ist eine Hartbearbeitung, beispielsweise ein Beschleifen oder Polieren von Zirkonoxid, bisher nur mit wassergekühlten Sinterdiamanten möglich, da sonst Risse in der Keramik entstehen.at Zirconia is a particularly strong and stable Material, so that it not just for example for Hip implants, but also in the dental field, for example in the crown and bridge reconstruction is used. Due to the special material properties of the Zirconia is a hard working, for example, a grinding or polishing zirconia, previously only with water-cooled sintered diamonds possible, otherwise cracks in the ceramic arise.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 19 31 071 A ist eine diamanthaltige Paste bekannt, die bei der Herstellung von Schleifkörpern verwendet wird. Ein mit Hilfe der Paste erhaltenes Schleifwerkzeug dient beispielsweise zum Schärfen von Drehwerkzeugen aus Wolframkarbid (Widiametall). Über eine Bearbeitung von Keramikmaterial, insbesondere von Zirkonoxid, wird in der Offenlegungsschrift keine Aussage getroffen.From the German patent application DE 19 31 071 A For example, a diamond-containing paste is known which is used in the production of abrasive articles. A grinding tool obtained with the aid of the paste is used, for example, for sharpening tungsten carbide (Widiametall) lathe tools. About a processing of ceramic material, in particular of zirconium oxide, no statement is made in the published patent application.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Bearbeiten von Keramikmaterialien zu vereinfachen. Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen definierten Erfindungsgegenstände gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.A The object of the present invention is the processing of ceramic materials to simplify. This object is achieved by the features defined in the independent claims Invention objects solved. Advantageous embodiments emerge from the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung der Aufgabe ein Schleif- und/oder Polierwerkzeug mit einer besonderen chemischen Zusammensetzung vorgesehen. Unter einem Werkzeug wird dabei ein Bearbeitungswerkzeug zur Bearbeitung eines Werkstücks verstanden. Auf Form und Ausführung des Werkzeuges kommt es erfindungsgemäß nicht an. Bei dem Werkzeug kann es sich um ein beliebig geformtes Schleif- und/oder Polierwerkzeug handeln, beispielsweise in Form eines Rades, einer Scheibe, einer Linse, eines Zylinders usw.. Unter Schleifen wird dabei auch Finieren verstanden und das Polieren umfaßt auch Hochglanz-Polieren. Im vorliegenden Text wird darüber hinaus unter einem Schleif- und/oder Polierwerkzeug auch ein Werkzeug zum Fräsen und anderweitigen Bearbeiten von Werkstücken verstanden. Das Werkzeug kann dabei als austauschbares Arbeitsteil eines Instrumentes (Mandrell o.ä.) verwendet werden. Insbesondere weist ein solches Instrument eine Antriebswelle auf, die eine Rotation des Werkzeuges ermöglicht. In diesem Fall ist eine, über die durch die Erfindung ohnehin bereits deutlich verbesserte Handhabung hinausgehende, besonders effektive Bearbeitung von Werkstücken möglich.According to the invention is for solution the task a grinding and / or Polishing tool provided with a special chemical composition. Under a tool while a machining tool for editing a workpiece understood. On form and execution the tool is not important according to the invention. At the tool it can be an arbitrarily shaped grinding and / or polishing tool act, for example in the form of a wheel, a disc, a Lens, a cylinder, etc .. Under grinding is doing Finishing understood and polishing also includes high gloss polishing. In the present text is about also a tool under a grinding and / or polishing tool for milling and otherwise processing workpieces understood. The tool can be used as an exchangeable working part of an instrument (Mandrell or similar) used become. In particular, such an instrument has a drive shaft on, which allows a rotation of the tool. In this case is one, over already significantly improved by the invention already handling In addition, particularly effective machining of workpieces possible.

Das erfindungsgemäße Schleif- und/oder Polierwerkzeug umfaßt eine aus Diamantkörnern bestehende Schleifkomponente mit 60 bis 75 Gewichtsprozent, insbesondere 60 bis 70 Gewichtsprozent, bevorzugt mindestens 65 Gewichtsprozent, eine Bindungskomponente auf Kunststoffbasis mit 10 bis 30 Gewichtsprozent, insbesondere 22 bis 28 Gewichtsprozent, bevorzugt höchstens 25 Gewichtsprozent, und eine Füllstoffkomponente mit 0 bis 15 Gewichtsprozent, bevorzugt 3 bis 5 Gewichtsprozent.The according to the invention and / or polishing tool one of diamond grains existing abrasive component with 60 to 75 weight percent, in particular 60 to 70 weight percent, preferably at least 65 weight percent, a plastic-based binding component of 10 to 30 weight percent, in particular 22 to 28 percent by weight, preferably at most 25 weight percent, and a filler component with 0 to 15 weight percent, preferably 3 to 5 weight percent.

Das Optimum des Schleifkomponentenanteils liegt bei 60 bis 70 Gewichtsprozent. In diesem Bereich entsteht ein offener Schleifkörper besonders gut. In diesem Schleifkörper ist die Bindung stark genug, damit die Diamantkörner fest gehalten werden. Gleichzeitig hält die Bindung auch nicht zu fest, so daß ein gewollter Abtrag des Schleifkörpers bei der Verwendung des Werkzeuges möglich ist. Dieser Abtrag sorgt dafür, daß immer neue freie und schnittfreudige Diamantkörner an der Oberfläche des Schleifkörpers freigesetzt werden. Die Verwendung von weniger als 60 Gewichtsprozent der Schleifkomponente hätte eine ungenügende Schleifleistung zur Folge. Bei einer Verwendung von mehr als 75 Gewichtsprozent würde der Schleifkörper aufgrund der fehlenden Bindung (Kunststoffmatrix) sehr schnell verschleißen.The Optimum of the abrasive component content is 60 to 70 weight percent. In this area, an open abrasive body is particularly good. In this abrasives the bond is strong enough to hold the diamond grains firmly. simultaneously Hold the Binding too tight, so that a deliberate removal of the abrasive when using the tool is possible. This removal provides for this, that always new free and cut diamond grains are released on the surface of the grinding wheel become. The use of less than 60% by weight of the abrasive component would have one inadequate Grinding performance. When using more than 75 Weight percent would the grinding wheel due to the lack of binding (plastic matrix) wear out very quickly.

Das Optimum des Bindungskomponentenanteils liegt bei 22 bis 28 Gewichtsprozent. In diesem Bereich ist das Verhältnis von Verschleiß und Aggressivität des Schleifkörpers am geeignetsten für die Bearbeitung der Keramikmaterialien, insbesondere von Zirkonoxid. Die Verwendung von weniger als 25 Gewichtsprozent der Bindungskomponente hätte zur Folge, daß die Kunststoffmatrix die Schleifkörnung nicht vollständig umkleben kann und somit die Schleifer brechen oder extrem schnell verschleißen. Ein Bindungskomponentenanteil von mehr als 35 Gewichtsprozent hätte andererseits zur Folge, daß die Kunststoffmatrix zu dominant wäre, was eine zu geringe Menge an freien Schnittkanten an die Kontaktfläche zur Folge hätte.The Optimum binding component content is 22 to 28 weight percent. In this area is the ratio of wear and tear aggressiveness of the abrasive article most suitable for the Processing of the ceramic materials, in particular of zirconium oxide. The use of less than 25% by weight of the binding component would have to Consequence, that the Plastic matrix the abrasive grain not completely can adhere and thus break the grinder or extremely fast wear out. On the other hand, a binding component content of more than 35% by weight would have with the result that the Plastic matrix would be too dominant, which is too small an amount of free cut edges on the contact surface for Episode would have.

Das Optimum des Füllstoffkomponentenanteils liegt bei 5 bis 7 Gewichtsprozent. In diesem Bereich ist einerseits eine offene Struktur des Schleifkörpers noch vorhanden, andererseits sind ausreichend freie Schnittkanten der Diamantkörnung vorhanden.The optimum of the filler component content is 5 to 7 weight percent. In this area, on the one hand, an open structure of the grinding Body still present, on the other hand, sufficiently free cut edges of the diamond grain are present.

Ein Füllstoffkomponentenanteil von weniger als 3 Gewichtsprozent hätte zur Folge, daß die Struktur des Schleifkörpers zu offen wird, was zu einem höheren Verschleiß führen würde. Andererseits würde ein Füllstoffkomponentenanteil von mehr als 15 Gewichtsprozent bedeuten, daß der Diamantanteil erniedrigt werden müßte, da sonst nicht ausreichend Kunststoffmatrix zur Bindung vorhanden wäre. Dies wäre gleichbedeutend mit einer dramatischen Verschlechterung der Schleifeigenschaften.One Füllstoffkomponentenanteil less than 3 weight percent would cause the structure of the abrasive article becomes too open, which leads to a higher one Wear would cause. on the other hand would be one Füllstoffkomponentenanteil greater than 15 weight percent mean that the diamond content is lowered would have to, because otherwise there would not be enough plastic matrix for binding. This would be synonymous with a dramatic deterioration of the grinding properties.

Bei den Diamantkörnern handelt es sich vorzugsweise um synthetische Diamanten. Von Vorteil ist es darüber hinaus, daß die Diamanten in polykristalliner Form vorliegen. Polykristalline Diamanten bestehen aus einer Vielzahl winziger Kristalliten, die eine große Anzahl kleiner Schneidkanten besitzen und dadurch einen hohen Materialabtrag des Werkzeuges bei geringer Kratztiefe gewährleisten, so daß sich insgesamt ein, beispielsweise im Vergleich zu monokristallinen Diamanten, verbessertes Schliffbild ergibt.at the diamond grains they are preferably synthetic diamonds. Is an advantage it about it addition, that the Diamonds are present in polycrystalline form. Polycrystalline diamonds consist of a multitude of tiny crystallites, which are a large number have small cutting edges and thereby a high material removal ensure the tool at low scratch depth, so that total a, for example, compared to monocrystalline diamonds, improved microsection results.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Bindungskomponente auf Polyurethan-Basis verwendet wird. Gegenüber anderen Bindungskomponenten, beispielsweise solchen auf Silikon-Basis, wird damit eine höhere Festigkeit und Verschleißfestigkeit des Werkzeuges erreicht. Als Bindungskomponente kommt dabei vorzugsweise ein Zwei-Komponenten-Polyurethan-Gießharz zum Einsatz.Especially It is advantageous if a binding component based on polyurethane is used. Across from other binding components, for example those based on silicone, thus becomes one higher Strength and wear resistance reached the tool. The binding component is preferably a two-component polyurethane casting resin for Commitment.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Füllstoffkomponente auf Oxid-Basis verwendet wird. Aufgrund der sich ergebenden zusätzlichen schleifenden Wirkung hat sich hierfür die Verwendung von Titaniumdioxid (TiO₂) oder Aluminiumoxid (Al₂O₃) als besonders geeignet erwiesen. Bei Verwendung entsprechender Korngrößen kann der verwendete Füllstoff damit zugleich als eine Art Poliermittel dienen, so daß sich ein besonders kratzerfreies Schliffbild ergibt. Insbesondere kann bei Verwendung von Titaniumdioxid als Hauptfüllstoffkomponente durch Zugabe von Spuren von Aluminiumoxid zusätzlich eine Glättung des Schliffbildes erreicht werden. Die Zugabe von Farbstoffen, wie beispielsweise Heliogenblau, ist möglich und dient zur Farbgebung. Ganz besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer Farbkomponente (farbgebende Pigmente) zu der chemischen Zusammensetzung mit 3 bis 10 Gewichtsprozent, bevorzugt 5 bis 8 Gewichtsprozent. Darüber hinaus können auch Spuren von Hilfsstoffen enthalten sein, die als Haftvermittler dienen. Alternativ zur Verwendung von Oxiden kann auch eine Füllstoffkomponente auf Siliziumkarbid (SiC)-Basis verwendet werden.It is particularly advantageous if an oxide-based filler component is used. Due to the resulting additional abrasive effect, the use of titanium dioxide (TiO ₂ ) or aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) has proved to be particularly suitable for this purpose. When using appropriate particle sizes of the filler used so that at the same time serve as a kind of polishing agent, so that there is a particularly scratch-free microsection. In particular, when using titanium dioxide as the main filler component by addition of traces of aluminum oxide additionally a smoothing of the grinding pattern can be achieved. The addition of dyes, such as heliogen blue, is possible and serves to color. Especially advantageous is the use of a color component (coloring pigments) to the chemical composition with 3 to 10 weight percent, preferably 5 to 8 weight percent. In addition, traces of excipients may also be included, which serve as adhesion promoters. Alternatively to the use of oxides, a silicon carbide (SiC) based filler component may also be used.

Besonders vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn die Diamantkörner beschichtet sind. Als besonders geeignet für die Bearbeitung von Zirkonoxid hat sich dabei eine Nickelbeschichtung erwiesen. Damit wird die Haltbarkeit der Diamantkörner bei der Bearbeitung der Keramik verbessert.Especially it is advantageous over it addition, if the diamond grains are coated. Especially suitable for the processing of zirconium oxide has thereby proved a nickel coating. This will be the Durability of the diamond grains improved in the processing of ceramics.

Die Korngröße hat erheblichen Einfluß auf das Schliffbild eines aus der chemischen Zusammensetzung hergestellten Werkzeuges sowie auf die Lebensdauer eines solchen Werkzeuges. Die in der Schleifkomponente verwendeten Diamantkörner weisen vorzugsweise die Körnung D252 auf (entspricht einer Korngröße von 60/80 in US-mesh). Aufgrund dieser vergleichsweise groben Körnung wird eine Rauhtiefe erreicht, die ideal polierbar ist. Abweichungen von dieser Körnung sind möglich und auch von dem zu bearbeitenden Material abhängig, jedoch ist dabei zu beachten, daß die Verwendung einer zu geringen Korngröße zur Folge hätte, daß die Abtragleistung abnehmen würde. Bei einer zu groben Korngröße würde das Schliffbild negativ beeinflußt werden. Im letzteren Fall müßte die Polierdauer erhöht werden, wodurch die Gefahr, daß Sprünge oder Haarrisse auftreten, wächst.The Grain size has considerable Influence on that Micrograph of a chemical composition produced Tool as well as on the life of such a tool. The Diamond grains used in the abrasive component preferably have the granulation D252 (equivalent to a grain size of 60/80 in US mesh). Based on these comparatively coarse grain a roughness depth is achieved, which is ideal polierbar. deviations from this grain are possible and also depends on the material to be processed, but it should be noted that use a too small grain size result would have, that the Abtragleistung would decrease. Too coarse grain size would Microsection negatively affected become. In the latter case, the Polishing time increased be, thereby the danger that jumps or Hairline cracks occur, growing.

Das erfindungsgemäße Schleif- und/oder Polierwerkzeug ist vorzugsweise erhältlich durch Polymerisation der oben genannten Zusammensetzung. Die Herstellung des Werkzeuges erfolgt dabei insbesondere unter Druck durch ein an sich bekanntes thermisches Polymerisationsverfahren. Dabei findet vorzugsweise eine Additionspolymerisation (Stufenreaktion) der die beiden Polyurethan-Komponenten (Monomere) statt. Es wird darauf hingewiesen, daß sich sämtliche Angaben zu der Zusammensetzung in Gewichtsprozenten auf den Zustand vor der Polymerisation beziehen.The according to the invention and / or polishing tool is preferably available by polymerization the above composition. The production of the tool takes place in particular under pressure by a known per se thermal polymerization process. It takes preferably an addition polymerization (step reaction) of the two polyurethane components (Monomers) instead. It should be noted that all information on the composition in percentages by weight to the state before the polymerization.

Das Schleif- und/oder Polierwerkzeug ist besonders zur Bearbeitung von Werkstücken aus Zirkonoxid oder ähnlichen Keramikmaterialien geeignet. Die chemische Zusammensetzung beeinflußt dabei maßgeblich die Eigenschaften des Werkzeuges.The Grinding and / or polishing tool is especially for machining of workpieces made of zirconium oxide or similar Ceramic materials suitable. The chemical composition significantly influences the properties of the tool.

Insbesondere wird durch die Art und Weise der Zusammensetzung ein Werkzeug bereitgestellt, welches sich durch eine im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Werkzeugen besonders poröse Struktur auszeichnet. Die Porosität entsteht dabei durch „zu viel" Grobkorn. Wenn dann noch kein Überschuß an Bindungsmaterial vorhanden ist, können die Diamantkörner lediglich von Bindungsmaterial ummantelt werden. Für eine Auffüllung der Zwischenräume reicht das Bindungsmaterial nicht aus. Es verbleiben gewollte Hohlräume.Especially By the way of the composition, a tool is provided which by a comparison with known from the prior art Tools particularly porous Structure distinguishes. The porosity is caused by "too much" coarse grain, if so no excess of binding material exists, can the diamond grains only to be covered by binding material. For a replenishment of interspaces the binding material is not enough. There remain deliberate cavities.

Bei der Bearbeitung eines Werkstücks aus Keramik, insbesondere aus Zirkonoxid, wird kontinuierlich Bindungsmaterial entfernt. Zugleich werden abgenutzte Diamantkörner permanent durch neue, tiefer liegende Diamantkörner ersetzt. Aufgrund der Porosität des Werkzeuges wird die Schleifkomponente nach und nach freigesetzt, d.h. das Werkzeug nutzt sich allmählich ab. Aufgrund der Porosität des Werkzeugs wird eine schnelle oder zu hohe Aufheizung des Schleifers vermieden, es kommt daher nur zu einer sehr geringen Wärmeentwicklung, so daß ein Kühlen des Werkzeuges nicht erforderlich ist. Damit ist es erstmals möglich, Zirkonoxid ohne Kühlung, beispielsweise durch Wasser, zu bearbeiten.When machining a workpiece made of ceramic, in particular zirconium oxide, bonding material is continuously removed. At the same time worn diamond grains permanently replaced by new, deeper diamond grains. Due to the porosity of the tool, the abrasive component is gradually released, ie the tool wears off gradually. Due to the porosity of the tool rapid or too high heating of the grinder is avoided, it is therefore only a very small heat generation, so that cooling of the tool is not required. This makes it possible for the first time to process zirconium oxide without cooling, for example by water.

Darüber hinaus wird eine nahezu polierte Oberfläche des beschliffenen Werkstücks erreicht, so daß ein Nachpolieren in vielen Fällen nicht mehr erforderlich ist. Mit anderen Worten erfolgt bei der Verwendung des neuartigen Werkzeuges beim Beschleifen zugleich ein Polieren des Werkstücks.Furthermore becomes a nearly polished surface of the ground workpiece achieved so that a Repolishing in many cases is no longer necessary. In other words, takes place at the Use of the novel tool during grinding at the same time Polishing the workpiece.

Schließlich kann die Gefahr der Entstehung von Haarrissen oder anderen Rissen im Keramikmaterial mit Hilfe des neuartigen Werkzeuges vermieden werden.Finally, can the risk of hairline cracks or other cracks in the skin Ceramic material can be avoided with the help of the novel tool.

Die Wärmeentwicklung wird nochmals verringert und ein besonders schönes Schliffbild erzielt, wenn die Bearbeitung des Materials mit einem geringen Anpreßdruck und einer geringen Drehzahl sowie ggf. intermittierend erfolgt. Vorteilhafterweise übersteigt die Drehzahl dabei 5000 Umdrehungen/Minute nicht. Als ganz besonders vorteilhaft für die Bearbeitung von Zirkonoxid hat sich eine Drehzahl in einem Bereich von 1000 bis 3000 Upm erwiesen.The heat generation is reduced again and a particularly nice microsection achieved, if the processing of the material with a low contact pressure and a low speed and possibly intermittently. Advantageously exceeds the speed is not 5000 revolutions / minute. As a very special advantageous for The machining of zirconia has a speed in one range from 1000 to 3000 rpm.

Neben einer vergleichsweise hohen Abtragsleistung zeichnet sich die Bearbeitungstechnik entsprechend der vorliegenden Erfindung dadurch aus, daß eine Kühlung nicht erforderlich ist. Somit entfallen aufwendige und teure Kühlvorrichtungen. Zudem wird eine feinere und gleichmäßigere Oberflächenstruktur des bearbeiteten Werkstückes erzielt. Gegenüber herkömmlichen Werkzeugen wird eine stark erhöhte Standzeit erreicht. Da somit weniger Werkzeugwechsel erforderlich sind, ergibt sich zudem ein Zeitgewinn bei der Bearbeitung. Darüber hinaus reduzieren sich die Lagerkosten für Werkzeuge. Da insgesamt weniger Werkzeuge anfallen, wird mit der vorliegenden Erfindung zugleich Rohstoffverbrauch und Abfallproduktion verringert, was die vorliegende Technik als besonders umweltfreundlich auszeichnet.Next A comparatively high removal rate distinguishes the machining technology according to the present invention characterized in that a cooling not is required. This eliminates costly and expensive cooling devices. In addition, a finer and more uniform surface texture of the machined workpiece achieved. Across from usual Tools will greatly increase Lifetime reached. As a result, fewer tool changes required are, also results in a time gain during processing. Furthermore reduce the storage costs for tools. As a total less Tools incurred at the same time with the present invention Raw material consumption and waste production decreased, what the present technique as particularly environmentally friendly.

Die Erfindung ist unter anderem im Zahnarztbereich und in Dentallaboren einsetzbar und umfaßt insbesondere alle dentaltechnischen Arbeiten an Zirkonoxid, wie die feinmechanische Formgebung von Gerüsten, Kronen und Brücken, insbesondere das Beschleifen und Polieren dieser Werkstücke.The Invention is among others in the field of dentistry and in dental laboratories can be used and includes in particular All dental technology work on zirconium oxide, such as the precision mechanical Shaping of scaffolding, Crowns and bridges, in particular the grinding and polishing of these workpieces.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der einzigen Figur näher erläutert. Dabei handelt es sich um ein Schleifwerkzeug 10 für Zirkonoxid. Das Schleifwerkzeug umfaßt den eigentlichen Schleifkörper 1, an dem ein Schaft 2 angebracht ist, so daß es als austauschbares Arbeitsteil eines feinmechanischen Instrumentes 3 dienen kann. Das Instrument 3 weist eine nicht im einzelnen abgebildete Antriebswelle sowie eine von der Antriebswelle angetriebene Aufnahme für den Schaft 2 des Schleifwerkzeuges 10 auf. Zur Bearbeitung eines Zirkonoxid-Werkstückes kann das Schleifwerkzeug 10 dadurch in Drehung versetzt werden.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be explained in more detail with reference to the single FIGURE. This is a grinding tool 10 for zirconium oxide. The grinding tool comprises the actual grinding body 1 on which a shaft 2 is attached so that it as an exchangeable working part of a precision mechanical instrument 3 can serve. The instrument 3 has a not shown in detail drive shaft and a driven by the drive shaft receptacle for the shaft 2 of the grinding tool 10 on. For machining a zirconia workpiece, the grinding tool 10 thereby be set in rotation.

Der im Wesentlichen kegelförmige Schleifkörper 1 des Schleifwerkzeuges 10 ist durch Polymerisation einer chemischen Zusammensetzung hergestellt. Die Zusammensetzung umfaßt im Wesentlichen eine aus synthetischen Diamantkörnern bestehende Schleifkomponente mit 65 Gewichtsprozent, eine Bindungskomponente auf Kunststoffbasis mit 25 Gewichtsprozent, eine Füllstoffkomponente mit 5 Gewichtsprozent sowie eine Farbkomponente mit 5 Gewichtsprozent.The essentially conical grinding wheel 1 of the grinding tool 10 is produced by polymerization of a chemical composition. The composition essentially comprises a 65 percent by weight synthetic diamond grain abrasive component, a 25 percent by weight plastic-based binder component, a 5 percent by weight filler component and a 5 percent by weight color component.

Bei den Diamantkörnern handelt es sich um synthetische Diamanten der Korngröße D252 in polykristalliner Form, die mit einer Nickelbeschichtung versehen sind. Als Bindungskomponente findet ein Zwei-Komponenten-Polyurethan-Gießharz Verwendung. Als Füllstoffkomponenten dienen Titaniumdioxid (TiO₂) und Spuren von Aluminiumoxid (Al₂O₃). Als Farbkomponente findet Heliogenblau Verwendung.The diamond grains are synthetic diamonds of grain size D252 in polycrystalline form, which are provided with a nickel coating. The binding component is a two-component polyurethane casting resin use. The filler components are titanium dioxide (TiO ₂ ) and traces of aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ). As a color component Heliogenblau is used.

Das Schleifwerkzeug 10 ist zur dentaltechnischen Bearbeitung von Zirkonoxid-Werkstücken angepaßt und zeichnet sich durch eine besonders poröse Struktur des Schleifkörpers 1 aus. Das Beschleifen eines Zirkonoxid-Werkstückes mit dem erfindungsgemäßen Schleifwerkzeug 10 erfolgt vorzugsweise mit einer Drehgeschwindigkeit von 3000 Upm und einem geringen Anpreßdruck.The grinding tool 10 is adapted to the dental technology of zirconia workpieces and is characterized by a particularly porous structure of the abrasive article 1 out. The grinding of a zirconium oxide workpiece with the grinding tool according to the invention 10 is preferably carried out with a rotational speed of 3000 rpm and a low contact pressure.

Die Diamanten 4 liegen, wie in der Figur verdeutlicht, in einer Art Matrix 5 ein, die durch das Bindungsmaterial und die Füllstoffe gebildet ist. Bei der Bearbeitung eines solchen Werkstückes wird kontinuierlich Bindungsmaterial entfernt. Abgenutzte Diamantkörner werden permanent durch neue, tiefer liegende Diamantkörner ersetzt. Aufgrund der Porosität des Schleikörpers 1 kommt es dabei nur zu einer sehr geringen Wärmeentwicklung, so daß ein Kühlen des Werkzeuges 10 nicht erforderlich ist. Das Bearbeiten von Zirkonoxid-Werkstücken ist daher ohne Kühlung möglich. Ein Nachpolieren ist aufgrund der bereits durch das Beschleifen nahezu polierten Oberfläche nicht erforderlich.The diamonds 4 lie, as illustrated in the figure, in a kind of matrix 5 a formed by the bonding material and the fillers. When machining such a workpiece, bonding material is continuously removed. Worn diamond grains are permanently replaced by new, deeper diamond grains. Due to the porosity of the Schleikörpers 1 it comes only to a very low heat, so that a cooling of the tool 10 is not required. The processing of zirconia workpieces is therefore possible without cooling. Repolishing is not required due to the already almost polished surface by grinding.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Schleifkörperabrasives
22: Schaftshaft
33: Instrumentinstrument
44: Diamantdiamond
55: Matrixmatrix
1010: Schleifwerkzeuggrinding tool

Claims

Grinding and / or polishing tool ( 1 ) for the processing of ceramic material, in particular for the processing of zirconium oxide, obtainable from the following components: 60 to 75 percent by weight, preferably at least 65 percent by weight, of a grinding component consisting of diamond grains ( 4 ), 10 to 30 weight percent, preferably at most 25 weight percent, of a plastic-based binding component, and 0 to 5 weight percent, preferably 3 to 5 weight percent, of a filler component.

Grinding and / or polishing tool ( 1 ) according to claim 1, wherein the composition comprises: 3 to 10% by weight, preferably 5 to 8% by weight of a color component.

Grinding and / or polishing tool ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized by a binding component based on polyurethane.

Grinding and / or polishing tool ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the diamond grains ( 4 ) are nickel coated.

Grinding and / or polishing tool ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the diamond grains ( 4 ) have the grain size D252.

Grinding and / or polishing tool ( 1 ) according to any one of claims 1 to 5, characterized by an oxide-based filler component.

Process for processing ceramic material, in particular zirconium oxide, characterized in that the processing is carried out using the tool ( 1 ) according to one of claims 1 to 6 and takes place without cooling.

Method according to Claim 7, characterized in that the tool ( 1 ) is a rotating tool.